חוקרי EPFL שילבו מציאות מדומה, גירוי מוחי לא פולשני וטכניקות הדמיית מוח מתקדמות כדי לשפר את הניווט המרחבי במשתתפים בריאים. המחקר הוא צעד ראשון בטיפול בדמנציה באוכלוסייה מזדקנת ללא תרופות או ניתוחים.
ככל שאנו מתבגרים, קשה יותר לזכור היכן הדברים נמצאים – אם זה להיזכר היכן השארנו את המפתחות או היכן החנינו את המכונית. הזיכרון המרחבי הזה מתדרדר עוד יותר עם הופעת הדמנציה, מצב שמישהו בעולם מפתח כל שלוש שניות, על פי מחלת האלצהיימר הבינלאומית.
חוקרים בשתי מעבדות EPFL איחדו כוחות כדי לתת דחיפה לזיכרון המרחבי על ידי יצירת מערך ניסוי ייחודי המשלב גירוי לא פולשני במוח העמוק, אימון מציאות מדומה והדמיית fMRI – הכל נמצא בתוך קמפוס ביוטק בז'נבה. המחקר פורסם ב-Science Advances, המחקר מדגים כי דחפים חשמליים ממוקדים ללא כאבים להיפוקמפוס ולמבנים סמוכים, אזור מוחי עמוק המרומז בזיכרון ובניווט מרחבי, יכולים לשפר את יכולתו של המוח לזכור מיקומים ולנווט בצורה יעילה יותר.
על ידי מציאת דרכים לשפר את הזיכרון המרחבי ללא ניתוח או תרופות, אנו נותנים מענה לדאגה רצינית לאוכלוסייה גדולה והולכת: קשישים, כמו גם חולי טראומה מוחית ואלה שנפגעו מדמנציה".
פרידהלם הומל, ראש מעבדת הומל
המחקר הוא תוצאה של שיתוף פעולה בין מעבדת הומל והמעבדה למדעי המוח הקוגניטיביים של אולף בלנק (LCNO), שניהם במכון Neuro X של EPFL. על ידי שילוב המומחיות של הומל בגירוי מוחי לא פולשני עם המחקר הקוגניטיבי של בלנק על ניווט מרחבי בסביבות מציאות מדומה, החוקרים פיתחו מערך נוירו-טכנולוגי ייחודי.
שילוב מיוחד במינו של נוירו-טכנולוגיות
הניסוי מתחיל בכך שחוקרים מציבים ארבע אלקטרודות לא מזיקות על ראשיהם של אנשים בריאים כדי לעורר את ההיפוקמפוס והמבנים הסמוכים. טכניקה לא פולשנית זו, הנקראת גירוי חשמלי טרנסגולגולתי (tTIS), שולחת פולסים ממוקדים מבלי לגרום לכל אי נוחות למשתתף.
בשלב הבא, מתנדבים שקועים בעולם וירטואלי באמצעות משקפי VR. בהתבסס על מחקרים קודמים של המחבר הראשון, Hyuk-June Moon, המדענים מטילים על המשתתפים לנווט דרך סדרה של מיקומים ולזכור ציוני דרך מרכזיים. הגדרה וירטואלית סוחפת זו מאפשרת לחוקרים למדוד במדויק עד כמה המשתתפים יכולים לזכור ולנווט מידע מרחבי תוך כדי קבלת tTIS.
"כאשר הופעל גירוי, ראינו שיפור ברור של זמן ההיזכרות של המשתתפים – הזמן שלקח להתחיל לנוע למקום שבו הם זכרו שהאובייקט נמצא", אומרת אלנה ביאנטו, המחברת הראשונה השנייה של המחקר. "זה מוביל אותנו להאמין שעל ידי גירוי ההיפוקמפוס, הגברנו זמנית את הפלסטיות המוחית, שבשילוב עם אימון בסביבה וירטואלית, מובילה לניווט מרחבי טוב יותר".
הניסוי כולו נערך בתוך סורק fMRI. זה סיפק לחוקרים תמונות בזמן אמת של פעילות המוח, מה שאפשר להם לעקוב אחר האופן שבו ההיפוקמפוס והאזורים הסובבים הגיבו ל-tTIS במהלך משימות הניווט המרחביות. נתוני ה-fMRI חשפו שינויים בפעילות העצבית הקשורה לשינויים ההתנהגותיים שנצפו, במיוחד באזורים האחראים על זיכרון וניווט, והעניקו לחוקרים תובנה מעמיקה יותר כיצד גירוי לא פולשני מווסת את תפקוד המוח.
שילוב זה של טכנולוגיות מתקדמות במכון Neuro X של EPFL, הופך את קמפוס ביוטק לאחד המקומות הבודדים בהם ניתן לשלב את כל שלוש הטכניקות הניסוי במחקר אחד.
"הברית של tTIS, מציאות מדומה ו-fMRI מציעה גישה מבוקרת וחדשנית ביותר לחקר תגובת המוח לגירוי והשפעתו על תפקודים קוגניטיביים", מוסיף אולף בלנק. "בטווח הארוך, אנו מדמיינים שימוש בגישה זו לפיתוח טיפולים ממוקדים עבור חולים הסובלים מליקויים קוגניטיביים, המציעים דרך לא פולשנית לשיפור הזיכרון והיכולות המרחביות".
